谈新能源发电
本文摘要:新能源并网难的主要原因局限于技术困扰,因为新能源发电的不稳定产生的相应问题对传统电网安全性构成了一定威胁,并没有构成利益冲突。

燃料价格与电价没有形成联动的机制,成为“缺电”出现
的一个导火索。
新能源发电的经济优势进一步突显,这将更有利于新能源
的推广和利用,新能源企业也将从中受益,成为赢家。
新能源并网难的主要原因是局限于技术困扰,是因为新能
源发电的不稳定产生的相应问题对传统电网安全性构成了
一定威胁,并没有构成利益冲突。
为了更好地接纳新能源所发电力,国家电网公司在电的消
纳、技术标准、运行管理等方面一直在积极进行研究。
智能电网不仅可以在发电侧吸纳更多新能源发电,在终端
客户的使用方面,智能电网还可以引导用户采取科学用
电、合理用电、节约用电的消费方式。
从2011年开始,可以说,中国的智能电网建设正式进入实
践阶段。

                         

《光伏产业观察》杂志记者 侯艳丽

 【正文】 

  与老百姓息息相关的电力,在今年上半年发生了许多不同寻常的事情:
  经常出现于第三季度的“电力短缺”今年第一季度轰然降临;
  国家发改委几次调整用电价格,虽然是工业用电,但老百姓的神经却由此变得异常敏感;
  国家发改委出其不意地公布了太阳能光伏发电的全国统一标杆上网电价;
  湖北省智能输变电站等多个智能电网项目开工建设
  ……
  这些事件背后暗含怎样的关联?缺电现象对传统能源提出了怎样的挑战?上网电价上调能否标本兼治,新能源在这其中又充当怎样的角色?公布的光伏发电上网电价与不断扩大范围的智能电网建设又将给太阳能产业的发展带来怎样的历史机遇?带着诸多不解,本刊有幸采访到国网能源研究院副院长胡兆光先生。[page]

缺电倒逼能源价格机制
  近年来,随着国内经济的快速发展与人们生活水平的持续提高,用电量不断增大的同时,煤炭价格也在不断攀升。因为煤炭市场的价格已经放开,但是电价却仍然由政府控制着,加之终端用户的电价基本上又没有调整,所以这种没有形成燃料价格与电价联动的机制就对电力企业造成了一些影响。如果煤价涨幅很高,电力企业亏损会较重。这种价格的扭曲对价格的规律有所违背,从而影响电力的供需关系。正是由于很多发电企业不愿意再承受“发电越多亏损越大”的压力,因此导致出现了一些发电机组非计划“停运”状况,爆发“缺电”危机。
  国家发改委于2011 年4 月与6 月,对青海、陕西、山东、河南等16 省份的煤电上网价格先后进行了不同程度的上调。当然,居民用电不包括在调整范围之内。有人说,此次进行煤电上网价格上调,对于健全整个能源价格市场机制而言,或许仅是冰山之一角。
  《光伏产业观察》:国家发改委两次对煤电上网价格进行上调,这对屡次发生的“缺电”现象将起到什么作用?
  胡兆光:
传统能源的发电能力一般与煤炭供应量、雨水储存量以及气候温度的高低等因素密切相关。2003~2005 年期间,因为当时发电总装机容量不足也出现过较严重的缺电现象。但现在的“缺电”与之不同。比如2008 年期间,当时CPI 已经很高,因为担心进一步造成不良影响,所以市场上煤价涨了很多,但是政府管制的电价不敢涨,这样就造成2008 年有一段时间电力供应也比较紧张。同样的问题,通常会在年度用电高峰的第三季度出现的“缺电”,而今年竟在第一季度时就来临了。虽然年初,我们提出了“缺电预警”,但能源价格机制问题呈日益加剧之态势已难以扭转。
  所以,国家发改委、能源局、电监会等政府部门审时度势,部署预案,积极应对,这在一定程度上调动了发电企业的积极性。同时,电网公司也采取组织跨区输电以及需求侧管理等措施,这些促进发电量增加的举措均对“缺电”起到了明显的缓冲作用。据国家发改委8 月15 日发布的统计数据显示,今年7月份,在全国平均降水量较常年同期均偏枯导致水电出力不足的情况下,因为上网电价上调火电增发,火电发电量达到3392亿千瓦. 时,同比增长18.9%,为2010 年6 月份以来最快增速;火电发电量比重为79.8%,同比提高5.4 个百分点。
  《光伏产业观察》:“缺电”问题的根除,或者说对建立能源价格市场机制,如何建议?
  胡兆光:
发改委的这次行动,我认为是走了很好的一步,是向市场机制的一个迈进。
  这方面,国际上还是有比较好的经验,能源价格都是在浮动的,如果煤炭价格上涨,那么电价也应该联动地调上来;当然,如果煤炭价格下降的话,电价也应该随着下来,这样才能形成一个真正联动的市场机制。由于煤炭的价格浮动得比较快,而电价的快速波动可能对生产影响比较大。国外有一些经验就是说在一段时期,比如一年或者三年来核定一次,如果市场上煤价上涨了5%,那么相应下一年电价联动也上涨5%,下一年如果煤炭下降了10%,它的电价也联动下降10%。这样对整个经济、对生产不会造成很大的影响,同时又遵守了市场规律,像这样的做法还是值得借鉴的。

  记者述评:
  发电企业作为中间环节,上游煤炭价格是市场定的,下游发电和供用电的价格是国家定的。电煤价格倒挂,是造成“缺电”的一个主要原因。煤炭价格的上升速度已经远远超过煤电企业的盈利空间,这种‘市场煤计划电’的能源价格机制与目前经济发展不相适应的问题也就显得日益尖锐,“缺电”其实只是体现计划与市场之间矛盾的一个侧面。今年的“缺电”,用国家能源局的表述是“结构性缺电”,即电力紧缺已从总量缺电向结构性缺电转变,而且火电的规模投资积极性已呈现消极状态,火电装机锐减。[page]
  由此可见,我国电力结构向新能源、清洁能源倾斜的发展趋势已经是迫在眉睫。

大势所趋,发展新能源
  长期以来,中国能源消费主要以化石能源为主,而化石能源中更是以煤炭为主。煤炭消费占能源消费总量的比重由1990年的76.2%,下降到2002 年的68%,但近些年来,煤炭占能源消费的比重又有所上升,在我国占据了能源消费的绝对地位。同样,我国原油对外依存度也急剧扩大。1993 年,中国首度成为石油净进口国,其原油对外依存度当年仅为6%,但此后一路攀升。2009 年对外依存度突破50% 的警戒线,达到51%。而仅2011 年上半年,对外依存度却已经飙升至54.8%,几次上调石油价格已经将民众的神经蹦得更紧张。因此,面对全球变暖,以及传统能源面临枯竭的全球范围的严峻形势,倡导节能减排、低碳环保势在必行。国家也庄严承诺,到2020 年实现一次能源消费非化石能源的比重提高到15%。
  近日,在经历了局部试点之后,资源税改革推广至全国的方案被提上日程,并从石油、天然气扩大到煤炭。如果审批通过,诸如煤炭等能源资源的价格将再次提高,火力发电的成本亦将随之上升。这意味着新能源发电与传统能源的发电成本差距将会进一步缩小,新能源发电的经济优势进一步突显,这将更有利于新能源的推广和利用,新能源企业也将有可能从资源税改革中受益,成为赢家。

新能源优势已显
  《光伏产业观察》:在传统能源与新能源的竞相发展中,如何看待新能源发电?
  胡兆光:
我国作为能源消耗大国,从长远来看,传统能源的供给满足不了经济快速增长的需求。无论是转变能源发展方式,还是履行对国际社会的减排承诺,新能源都是重要的补充。目前,国家也在积极推进能源结构的调整,加大投资和政策扶持力度,开发利用太阳能、风能、生物质能等新能源和可再生能源,逐步提高新能源和可再生能源在能源生产和消费中的比重,并逐步形成多元化的能源结构格局。
  据有关数据,今年上半年,德国的光伏发电已经首次超越了水电。我相信,中国很快也将迎来这样的日子。尽管从目前来看,新能源发电占据传统能源发电量的比例还微不足道,但是新能源近些年在国内发展迅猛。尤其是长期以来我国光伏产业处于“两头在外”的严峻局面,发展势头有增无减,并在技术创新与市场应用等领域不断获得突破。从技术方面,产业链涉及的硅提纯与切割技术、铸锭炉与电池设备制造技术以及光伏电池转换效率等关键技术,均达到世界领先水平;从产量方面,据有关数据显示,2010 年我国光伏组件的产量达到约8GW,占全球市场的近50%,已连续成为世界最大的太阳能电池生产国;从应用方面,为推动中国市场的规模化发展,国家自2009 年来已多次发文,极力扶持光伏发电的市场应用:2006年,国内光伏发电累计装机容量仅为80MW,截止去年底却跃升到800MW。虽然和欧美国家的光伏装机容量或国内传统能源的装机容量相比,我国光伏发电规模较小,但年增长速度从2007 年的25% 激增到了2010 年的100%,发展势头不可小觑。截至到2020 年,我认为,国内太阳能光伏发电潜力预计可达20GW。
  新能源之“新”,意味着大部分涉及新能源的企业面临不掌握核心技术,成本较高以及产品难以进入市场等问题。这就需要有实力的大型能源企业,率先开展新能源研究与实践,为最终实现国家新能源经济发展铺平道路。

  记者述评:
  一方面,多次出现的“缺电”无疑为包括光伏在内的新能源发电提供了更多的“用武之地”;另一方面,传统能源价格上涨导致发电成本增加,将之与新能源发电的成本逐渐拉近。所以,对于新能源发电来讲,在关乎国计民生的电力供应方面补充作用将日益显现。大力发展新能源,或许才是能源结构调整的根本出路。[page]
  现在,新能源和传统能源相比最大的劣势是成本过高及发电出力的不稳定。风电、太阳能发电等发电成本目前仍然高于传统的火力发电,这成为新能源发展的主要障碍。但是,随着今后能源需求的进一步飞速增长,传统能源逐渐枯竭,开采成本逐渐增高,能源价格不断上升,而新能源制作技术和生产技术的成本却在逐步降低,它们两者之间的成本将越来越拉近。在这个过程中,包括光伏在内的新能源较传统能源也会更具较强的竞争力,而这竞争力,不单来自于经济性,更来自于公众对清洁环境的渴望以及对全球变暖问题的担心。新能源正在与煤电、水电等传统能源形成日益显著的竞争优势。

                   
  而今,光伏发电正从补充能源向替代能源过渡。根据世界能源组织对未来光伏发电发展趋势的统计与预测:到2020 年,光伏发电大概占总发电量的1% ;到2030 年,光伏发电大概占总发电量的9% ;到了2040 年,光伏发电大概会占总发电量的20% 以上;到21 世纪末,光伏发电所占比率将更高,预计会突破60%。在转变能源电力发展方式上,如何建立统一规划和协调发展机制,实现各类能源基地建设同步发展,恐怕是光伏业界需长期思考的问题。

理性看待,破解新能源并网
  就全球市场而言,太阳能产业的盈利模式主要是依靠政府制定优惠政策给予支持,引导该产业的发展。然而中国长期以来一直没有国家的光伏上网电价规划。所以,8 月1 日国家光伏标杆上网电价的应时推出,预示国内市场规模化启动也在积极酝酿之中,此次光伏发电上网电价的制定可谓意义重大。与此同时,新能源并网问题再度成为业界热议话题。

国家电网积极推进
  《光伏产业观察》:对新能源面临的并网难问题如何看待?
  胡兆光:
并网难题并非如人们所言,是传统电网对新能源所发的电不友好所形成,这是一种误解。其实,新能源并网难的主要原因是局限于技术困扰,是因为新能源发电的不稳定产生的相应问题对传统电网安全性构成了一定威胁,并没有构成利益冲突。

  我国与国外的体制不同,我们将关系到国计民生的问题放在首位,将人民大众用电的安全性放在首位,不像国外只看重经济利益。国家电网的性质是国企,这就决定了它必须将电网的安全性与稳定性放在首位,不能因一时疏忽而影响国计民生之大事。而新能源发电规模越来越大,像风电与光伏发电的发电时间段并非与用电的高峰完全相吻合,且可控性又比较差,所以容易对电网的安全与稳定造成较大冲击。当然,新能源企业与电网公司之间可以通过技术改造、创新,比如增加储能装置或利用智能电网等途径协商解决的,并不存在不可调和的利益矛盾。同时,这也对国家提出了进一步的要求,希望能出台高标准的国家级发电入网标准。如果说,新能源项目建设初期就按照国家标准建设,与电网公司的规划建设不会有脱节,并网问题也就可以迎刃而解了。[page]
  其实,在新能源上网已经是大势所趋的背景下,为了更好地接纳新能源所发电力,国家电网公司在电的消纳、技术标准、运行管理等方面一直在积极进行研究。例如,今年3 月,国网能源研究院组织召开的《我国分布式能源与电网协调发展研究》课题验收评审会。就在我国分布式能源的界定标准、战略规划、立项管理、并网标准、价格机制和并网方式等政策研究方面具有创新性和实用性,填补了我国分布式能源政策法规研究方面的空白,为我国分布式能源发展和相关政策制定提供了决策支撑,整体研究水平达到了国内领先水平。
  当前,光伏发电效率并不是非常高,这就要求与其有关的所有技术以及配套的基础设施都更加高效。因此,我们也需要一个新一代的绿色电网,例如抓住智能电网建设先机,更好的为新能源发电服务。

  记者述评:
  当下面临的并网难题,只是新能源发电蓬勃发展旅程中遭遇的诸多挑战中的一个。一直以来,光伏发电由于成本、价格以及发电时间集中在白天等诸多因素,使新能源并网标准、运行控制、市场消纳和安全稳定等方面面临许多新的课题,严重制约着光伏产业的发展。这些问题涉及到多方面,要解决的话,一方面需要政府在政策上给予大力的支持,其中包括制定国家级规范的光伏发电项目标准,电价补贴,鼓励光伏并网,简化并网程序等;另一方面也需要企业自身不断研发储能、输变电等相关新技术(比如攻克智能电网解决输配电的问题),同时也改进生产工艺,降低生产成本,以满足并网直至与传统能源平价上网。只有实现各类能源基地建设与各级电网发展相协调,能源开发与市场消纳相协调,煤、电、运相协调,构建科学的能源综合运输体系,才是实现新能源电力科学发展的关键。
  日前,关于新能源尤其是光伏发电的一些标准正在陆续出台,尤其是针对太阳能光伏发电项目的国家级标准也在积极推进过程中,相信新能源并网难问题将很快获得突破。

吸纳“绿”电,智能电网走向实践
  为刺激美国经济的复苏,美国总统奥巴马上台后将智能电网作为实施能源战略中的重要组成部分,这一专业词汇也因此一夜之间家喻户晓。由于符合低碳经济的发展趋势,智能电网自此引起了世界各国政府前所未有的重视。
  随着新能源发电技术的进步和传统能源的缺乏,智能电网的发展将促进对新能源尤其是可再生能源发电的利用起关键作用。现在在美国和欧洲一些国家已经有一些智能电网的试点城市在建设中,而这些试点城市都将可再生能源与传统能源的发电结合起来。美国于2008 年在科罗拉多州的Boulder 市建成的智能电网试点城市,就是将配电技术和风电、太阳能发电相结合,构建配电网实时高速双向通信网络,整合基础设施,支持小型风电和太阳能发电等分布式发电,并具备相关储能技术。
  智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系,实现对电力客户、电力资产、电力运营的持续监视,由传统的“随需应发”的管理模式向智能电网的“随发应需”模式的转变,利用高科技提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。智能电网可以提高对新能源的规模化利用。而新能源的规模化利用,又将会促进发电、输送、用电方式的重大变革。
  21 世纪初智能电网在欧美的发展,为全世界电力工业在安全可靠、优质高效、绿色环保等方面开辟了新的发展空间。虽然国际上对智能电网研究和应用还处于初期阶段,但欧洲、美国、日本等国家和地区已经在智能电网及其相关领域取得明显成果,电网智能化水平不断提高。[page]

                    

国内发展现状
  《光伏产业观察》:作为解决新能源并网难题的途径之一,智能电网目前在国内的建设与发展状况如何?
  胡兆光:
在我国,智能电网建设虽然比欧美国家起步较晚,但发展速度令他们惊叹,甚至在某些技术领域已经处于世界领先地位。近年来,中国电力工业快速发展,跨区跨省电网建设不断推进,电网网架结构得到日益加强和完善。2009 年5 月,国家电网公司正式发布了举世瞩目的“建设坚强智能电网”的研究报告,首次向社会公布了“智能电网”的发展计划。2010年国家电网公司启动第二批试点项目。此次试点完成后,中国智能电网步入规划建设阶段。
  中国将分三个阶段推进坚强智能电网的建设。2009 年至2010 年为规划试点阶段,重点开展智能电网发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制,及各环节试点工作;2011 年至2015 年为全面建设阶段,加快电网网架和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术和装备实现重大突破和广泛应用;2016 年至2020 年为引领提升阶段,基本建成统一的“坚强智能电网”,技术和装备全面达到国际先进水平。
  因此,从今年开始,可以说,中国的智能电网建设正式进入实践阶段。如今,在建设标准、技术、规划等方面国家电网公司已经做了大量前提工作,正等待国家相关部门的批复。

              

[page]开启智能用电时代
  《光伏产业观察》:智能电网对包括光伏在内的新能源发电的规模化应用将产生怎样的作用?发展前景又将如何?
  胡兆光:
智能电网不仅可以在发电侧吸纳更多新能源发电,在终端客户的使用方面,智能电网还可以引导用户调整用电的消费方式,实现科学用电、合理用电、节约用电,达到既可以减少电费支出,又可以减少能源消耗的目的。我们需要优化电力的负荷,制定灵活的定价机制,将智能电网同各种新能源技术充分结合。例如,为了缓解用电高峰,在用户侧,我们可以输入更多的信息提示用户,合理安排用电时间:提示洗衣机等电器完全可以调整在用电低谷时使用;何时有新能源发电;哪个时间段使用价格优惠等等,这样才能让老百姓都积极行动起来,有效缓解电力供应压力。同时也因为充分发挥了新能源与节能的作用,国民也可以得到最大实惠。
  总体而言,我国政府对智能电网的建设近年来已经给予了强有力的政策支持,目前,我国已经陆续在北京、上海、江苏等城市展开进行智能电网的试点工程,并已取得很好的示范效果。仅2011 年8 月间,也先后有智能输变电站工程以及智能用电小区建设项目等多个智能电网项目开工、实施。
  同时,国家电网公司作为中国智能电网战略的制订者和实施者,近年来在智能电网发展方面的推动力度也可以说是全球瞩目。
  其实,在新能源生产和应用方面,智能电网无疑面临非常好的发展机会。海上的风力发电厂、太阳能发电等等,产生的能源需要转换成电力,插电的混合动力汽车,是否能够随时得到电能补充,这些“绿”电均需要依靠智能电网来实现。
  我很期待智能化用电时代的尽快来临。

  记者述评:
  未来10 年内,智能电网建设将成为我国电力行业的发展重点。有了智能电网,太阳能、风能等新能源发电才可以及时接入电网,由此也将对提高电力运输效率、解决各种电力入网难题、协调电力供需不对称等起到巨大作用,从而大幅提高新能源技术的稳定性和利用率。
  虽然建设智能电网会面临很多困难, 但是智能电网的前景看好。与传统电网相比, 智能电网可以接入大量分布式的清洁能源, 比如风能、太阳能, 并整合利用电网的各种信息进行深入分析和优化, 对电网进行更完整和深入的洞察, 实现整个智能电网“生态系统”的实时决策。从智能电网概念被提出到全面部署, 其已迅速成为一个经济热点。同时,目前政府已做出统一规划, 避免形成浪费和一些过热的风险。
  新一轮能源变革正在世界范围内蓬勃兴起,全球能源格局正在发生重大而深刻的变化。实现电力科学发展和电网创新发展,既面临严峻挑战,也面临重大机遇,许多理论和实践问题需要深入研究和破解。在建设坚强智能电网问题上,当务之急是要深化特高压和智能电网基础理论、核心技术、标准制定、设备制造、运行管理等方面的研究,加快形成特高压骨干网架,全面提高电网智能化水平,构建资源配置能力强、抵御风险能力强、适应性和互动性强的坚强智能电网。 

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